CN219454775U - 新型混流折流板管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热器设备技术领域，公开了一种新型混流折流板管壳式换热器，包括管箱、壳体、换热管和外头盖，所述壳体两端分别设有管箱和外头盖，内部设有换热管，还包括弓形板体，弓形板体上设有管孔和混流孔，管孔设置在弓形板体的缺口一侧，混流孔设置在弓形板体的圆弧边一侧，换热管设置在管孔内。本实用新型既能抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，又可减小压力降，降低换热管束振动，延长检修周期，有效提高了折流板的使用效果，提高了管壳式换热器的换热效果和使用寿命。

Description

新型混流折流板管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器设备技术领域，尤其涉及一种新型混流折流板管壳式换热器。

背景技术

换热器是石油化工、冶金、轻工和能源等领域应用极广的设备，管壳式换热器以其结构简单、成本低、适应性强等优点，成为占据主导地位的换热设备。在传统的管壳式换热器中，壳程设有折流板，折流板使壳程流体按特定的通道横向流动，起到提高壳程流体的流速、增加湍流程度、改善传热特性的作用，同时，在壳体内起支撑换热管束的作用，目前弓形折流板为平板式，即圆形平板截成缺口弓形，垂直于换热器壳体和换热管轴线平行排放，使壳程介质流体在壳体内沿轴线形成迂回流动，与换热管束进行换热。目前关于换热器的工艺计算是存在很大误差的，其结果可能使设计出的换热面积不能满足工艺要求，也可能过于保守，尤其是大型管壳式换热器。

现有技术中至少存在如下问题：一是传统缺口折流板存在较大的流动和传热“死区”，使壳程介质流动速度分布、流场分布均存在不合理之处，这种“死区”在大型管壳式换热器中尤其明显，“死区”的存在降低了传热效率，也容易引起换热管腐蚀破坏；二是对于传统缺口折流板，流体流过时会突然发生折流，流动阻力显著增大，并且由于壳程介质垂直于管束横向流动，易引起管束的振动，导致换热管束与折流板的连接失效，也可能造成换热管束与折流板发生碰撞和切割而失效，这些都是工程上许多换热器发生破坏的原因。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，研制一种新型混流折流板管壳式换热器，本实用新型既能抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，又可减小压力降，降低换热管束振动，延长检修周期，有效提高了折流板的使用效果，提高了管壳式换热器的换热效果和使用寿命。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：一种新型混流折流板管壳式换热器，包括管箱、壳体、换热管和外头盖，所述壳体两端分别设有管箱和外头盖，内部设有换热管，还包括弓形板体，弓形板体上设有管孔和混流孔，管孔设置在弓形板体的缺口一侧，混流孔设置在弓形板体的圆弧边一侧，换热管设置在管孔内。

作为优化，管孔设置有若干组，均匀设置在弓形板体上。通过将若干组管孔均匀设置在弓形板体上，能够使换热管束均匀排布在均匀设置在弓形板体上，使壳程介质流过换热管束时的流速、压力分布均匀，换热效果更好。

作为优化，混流孔至少设有一组，均匀设置在弓形板体上。通过将若干组混流孔均匀设置在弓形板体上，能够使壳程介质喷射流均匀穿过弓形板体，提高弓形板体背流侧的流动性，抑制或破坏传热“死区”的形成。

作为优化，混流孔的内侧壁上均匀设有若干个混流槽。通过设置混流槽，将混流孔变为异形喷射孔，能够进一步提高弓形板体背流侧的流动性，进一步抑制或破坏传热“死区”的形成。

作为优化，弓形板体交错设置在壳体内，弓形板体的圆弧边一侧与壳体内壁紧贴，缺口一侧与壳体内壁之间设有流通口。通过将弓形板体交错设置在壳体内，配合流通口形成S形壳程介质换热流道。

作为优化，管箱包括进液管箱和出液管箱，进液管箱和出液管箱上分别设有管程介质入口和管程介质出口，进液管箱通过换热管与出液管箱连通。通过设置进液管箱和管程介质入口，能够将管程介质分配到各个换热管内，在换热管流动过程中与壳程介质换热；通过设置出液管箱和管程介质出口，能够汇集并排出经过换热的管程介质。

作为优化，壳体的两侧设有壳程介质入口和壳程介质出口，弓形板体设置在壳程介质入口和壳程介质出口之间。可以使壳程介质从壳程介质入口进入壳体，流过弓形板体形成壳程介质换热流道，与换热管充分换热后，从壳程介质出口流出。

作为优化，最左侧弓形板体的圆弧边一侧靠近壳程介质入口，最右侧弓形板体的圆弧边一侧靠近壳程介质出口。可以防止壳程介质入口和壳程介质出口处出现传热“死区”，使壳程介质流动更加流畅，流经弓形板体顶部和底部易堵塞或结垢区，避免了管束内部“死区”结垢现象。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

通过在弓形板体的缺口一侧设置管孔，能够支撑约束换热管束；通过设置混流孔，使得部分壳程介质以喷射流的形式穿过弓形板体，提高弓形板体背流侧的流动性，抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，且壳程介质分流后，使得横过换热管束的介质流量减小，有利于减小压力降，降低换热管束振动，减小管束的腐蚀，延长检修周期，延长使用寿命；通过设置管箱、壳体、换热管和外头盖，配合弓形板体，形成完整的管壳式换热器；通过将弓形板体交错设置在壳体内，配合流通口形成S形壳程介质换热流道，且同侧弓形板体的混流孔能够形成稳定的混流通道，达到分流、混流的效果；本实用新型既能抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，又可减小压力降，降低换热管束振动，延长检修周期，有效提高了折流板的使用效果，提高了管壳式换热器的换热效果和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中弓形板体的主视图。

图2为本实用新型一种实施例的内部结构示意图。

图3为图2沿A-A方向的剖视图。

图中1、弓形板体；2、管箱；3、壳体；4、换热管；5、外头盖；6、流通口；

11、管孔；12、混流孔；13、混流槽；

21、进液管箱；22、出液管箱；23、管程介质入口；24、管程介质出口；

31、壳程介质入口；32、壳程介质出口。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

实施例1

图1至图3为本实用新型的一种实施例的示意图，如图1、图2所示，一种新型混流折流板管壳式换热器，包括管箱2、壳体3、换热管4和外头盖5，所述壳体3两端分别设有管箱2和外头盖5，内部水平设有换热管4，还包括弓形板体1，弓形板体1上设有管孔11和混流孔12，管孔11设置在弓形板体1的缺口一侧，混流孔12设置在弓形板体1的圆弧边一侧，换热管4设置在管孔11内

通过设置管箱2、壳体3、换热管4和外头盖5，配合弓形板体1，形成完整的管壳式换热器；通过在弓形板体1的缺口一侧设置管孔11，能够支撑约束换热管4；通过设置混流孔12，使得部分壳程介质以喷射流的形式穿过弓形板体1，提高弓形板体1背流侧的流动性，抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，且壳程介质分流后，使得横过换热管束的介质流量减小，有利于减小压力降，降低换热管束振动，减小管束的腐蚀，延长检修周期，延长使用寿命。

管孔11设置有若干组，均匀设置在弓形板体1上，若干组管孔11关于弓形板体1的对称轴对称设置。通过将若干组管孔11均匀设置在弓形板体1上，能够使换热管束均匀排布在均匀设置在弓形板体1上，使壳程介质流过换热管束时的流速、压力分布均匀，换热效果更好。

混流孔12至少设有一组，均匀设置在弓形板体1上，混流孔12关于弓形板体1的对称轴对称设置。通过将若干组混流孔12均匀设置在弓形板体1上，能够使壳程介质喷射流均匀穿过弓形板体1，提高弓形板体1背流侧的流动性，抑制或破坏传热“死区”的形成。

弓形板体1上管孔11和混流孔12的分布可以是呈三角形、正方形或45°的均匀分布，如图1所示的弓形板体1上管孔11和混流孔12按照正方形均匀分布。管孔11的直径按换热器标准GB/T151设计。

混流孔12的内侧壁上均匀设有若干个混流槽13。通过设置混流槽13，将混流孔12变为异形喷射孔，如图1所示，混流槽13为呈45°位置对开的4个矩形槽，使得部分壳程介质流体以喷射流形式穿过弓形板体1，能够进一步提高弓形板体1背流侧的流动性，进一步抑制或破坏传热“死区”的形成。

如图2、图3所示，弓形板体1至少设置有两组，交错设置在壳体3内，弓形板体1的圆弧边一侧与壳体3内壁紧贴，缺口一侧与壳体3内壁之间设有流通口6。通过将弓形板体1交错设置在壳体3内，配合流通口6形成S形壳程介质换热流道。

管箱2包括进液管箱21和出液管箱22，进液管箱21和出液管箱22上分别设有管程介质入口23和管程介质出口24，进液管箱21通过换热管4与出液管箱22连通。通过设置进液管箱21和管程介质入口23，能够将管程介质分配到各个换热管4内，在换热管4流动过程中与壳程介质换热；通过设置出液管箱22和管程介质出口24，能够汇集并排出经过换热的管程介质。

壳体3的两侧设有壳程介质入口31和壳程介质出口32，弓形板体1设置在壳程介质入口31和壳程介质出口32之间。可以使壳程介质从壳程介质入口31进入壳体3，流过弓形板体1形成壳程介质换热流道，与换热管4充分换热后，从壳程介质出口32流出。

最左侧弓形板体1的圆弧边一侧靠近壳程介质入口31，最右侧弓形板体1的圆弧边一侧靠近壳程介质出口32。可以防止壳程介质入口31和壳程介质出口32处出现传热“死区”，使壳程介质流动更加流畅，流经弓形板体1顶部和底部易堵塞或结垢区，避免了管束内部“死区”结垢现象。

使用时，管程介质从管程介质入口23进入进液管箱21，然后进入各个换热管4，沿换热管4做轴向流动，通过换热管4与壳程介质进行换热，换热结束后再通过换热管4流到出液管箱22，再经过管程介质出口24；在管程介质流动的同时，壳程介质从壳程介质入口31进入壳体3，壳程介质汇聚在最左侧弓形板体1的圆弧边附近，一部分介质通过混流孔12分流并呈喷射状态向右流动，同时，另一部分壳程介质在弓形板体1的导流作用下流向流通口6，流动过程中与换热管4换热，然后通过流通口6，到达第二块弓形板体1，然后在第二块弓形板体1的混流孔12处再次进行分流，一部分介质通过混流孔12呈喷射状态向右流动，另一部分在弓形板体1的导流作用下流向下一个流通口6并与经过最左侧混流孔12分流的一部分介质混流，然后再由第三块弓形板体1的混流孔12分流，这种分流、混流的流动过程一直重复延伸至最左侧的弓形板体1，壳程介质最终汇聚到壳程介质出口32并流出壳体3。本实用新型既能抑制或破坏流动和传热“死区”的形成，又可减小压力降，降低换热管束振动，延长检修周期，有效提高了折流板的使用效果，提高了管壳式换热器的换热效果和使用寿命。

本实用新型中对结构的方位或相对位置关系的描述，如“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或相对位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种新型混流折流板管壳式换热器，包括管箱(2)、壳体(3)、换热管(4)和外头盖(5)，所述壳体(3)两端分别设有管箱(2)和外头盖(5)，内部设有换热管(4)，其特征是：还包括弓形板体(1)，弓形板体(1)上设有管孔(11)和混流孔(12)，管孔(11)设置在弓形板体(1)的缺口一侧，混流孔(12)设置在弓形板体(1)的圆弧边一侧，换热管(4)设置在管孔(11)内。

2.根据权利要求1所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：管孔(11)设置有若干组，均匀设置在弓形板体(1)上。

3.根据权利要求2所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：混流孔(12)至少设有一组，均匀设置在弓形板体(1)上。

4.根据权利要求3所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：混流孔(12)的内侧壁上均匀设有若干个混流槽(13)。

5.根据权利要求4所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：弓形板体(1)交错设置在壳体(3)内，弓形板体(1)的圆弧边一侧与壳体(3)内壁紧贴，缺口一侧与壳体(3)内壁之间设有流通口(6)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：管箱(2)包括进液管箱(21)和出液管箱(22)，进液管箱(21)和出液管箱(22)上分别设有管程介质入口(23)和管程介质出口(24)，进液管箱(21)通过换热管(4)与出液管箱(22)连通。

7.根据权利要求6所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：壳体(3)的两侧设有壳程介质入口(31)和壳程介质出口(32)，弓形板体(1)设置在壳程介质入口(31)和壳程介质出口(32)之间。

8.根据权利要求7所述的新型混流折流板管壳式换热器，其特征是：最左侧弓形板体(1)的圆弧边一侧靠近壳程介质入口(31)，最右侧弓形板体(1)的圆弧边一侧靠近壳程介质出口(32)。